22.14. Аспартат-транскарбамоилаза состоит из отдельных каталитической и регуляторной субъединиц

Если обработать АТКазу каким-нибудь органическим соединением ртути, например -гидроксимеркурийбензоатом, она теряет свои регуляторные свойства. АТР и СТР уже не влияют на ее каталитическую активность. Кроме того, связывание субстратов становится некооперативным, Тем не менее модифицированный фермент обладает полноценной каталитической активностью. Такая утрата регуляторных свойств при сохранении ферментативной активности называется десенсибилизацией.

Десенсибилизация АТКазы органическими соединениями ртути сопровождается ее диссоциацией на субъединицы двух типов, как показали исследования с применением ультрацентрифугирования (рис. 22.15). Коэффициент седиментации нативного фермента а коэффициент седиментации диссоциированных субъединиц - 2,8 и Эти субъединицы можно легко разделить с помощью ионообменной хроматографии, так как они существенно различаются по заряду, или с помощью ультрацентрифугирования в градиенте концентрации сахарозы, так как они различаются по размеру. После того как субъединицы разделены, -гидроксимеркурийбензоат можно удалить. Большая субъединица каталитически активна; ее называют каталитической субъединицей. Однако АТР и СТР не влияют на активность выделенной каталитической субъединицы. Меньшая

Рис. 22.15. Картина седиментации в ультрацентрифуге нативной АТКазы (А) и того же фермента, продиссоциировавшего под действием соединения ртути на регуляторную и каталитическую субъединицы (Б). [Gerhart J. С,, Schachman Н. К,, Biochemistry, 4, 1054 (1965),]

Рис. 22.16. Расположение каталитических (К, синие шарики) и регуляторных (Р, розовые шарики) субъединиц аспартат-транскарбамоилазы (По рисунку, любезно предоставленному д-ром William Lipscomb.)

субъединица, называемая регуляторной субъединицей, лишена каталитической активности, но содержит специфические участки связывания СТР и АТР. Каталитическая субъединица состоит из трех полипептидных цепей с мол. массой по 34 кДа, а регуляторная - из двух цепей по 17 кДа.

При смешивании каталитической и регуляторной субъединиц они быстро соединяются. Образуется комплекс с такой же структурой, как и нативный фермент - :

Рис. 22.17. Электронная микрофотография аспартат-транскарбамоилазы. (Печатается с любезного разрешения д-ра Robley С. Williams.)

Более того, реконструированный фермент обладает такими же аллостерическими свойствами, как и нативный фермент.

В лаборатории Уильяма Липскома (William Lipscomb) проводится кристаллографическое изучение АТКазы с помощью рентгеноструктурного анализа. Карта электронной плотности с разрешением 3,0 А показывает, что два каталитических тримера расположены сверху и снизу от расположенного экваториально пояса, состоящего из трех регуляторных димеров (рис. 22.16). Особенность этой молекулы состоит в том, что она содержит большую центральную полость, доступ в которую открывается через несколько каналов. тересно отметить, что аллостерические участки связывания СТР расположены далеко от каталитических центров.